"EL UNIVERSO DE LA LUZ"

AMERICAN COLLEGE Miss Marta Montero G

Villa Alemana Física

“EL UNIVERSO DE LA LUZ”

“El Universo de la Luz”, es una exposición que busca volver tu atención hacia la luz y la necesidad de su estudio, mostrándote en forma interactiva sus principales fenómenos y como los aprovechamos para crear nuevas tecnologías.

Explique con sus palabras lo observado y experimentado en cada uno de los siguientes módulos visitados.

1. EL OJO. “Lo único que veo es luz”

2. EL LASER, LA REFLEXION Y REFACCION. Mesa de humo

3. LASER. Piano de luz.

4. MICROSCOPIO Y TELESCOPIO

5. ESPEJOS CONCAVOS Y CONVEXOS. ¿Qué le pasó a mi reflejo?

6. FIBRA OPTICA. Guiando la luz.

7. POLARIZACION. ¿Cuál onda? (vidrios polarizados)

8. EFECTO FOTOELECTRICO. La luz como fuente de energía.

Realice dibujos o esquemas para explicar lo observado

FINALMENTE, REALICE UN COMENTARIO RESPECTO A LA SALIDA DE ESTUDIO REALIZADA.

Puedes visitar la página www.universodelaluz.cl

Pauta del informe:

· Portada

· Índice

· Introducción

· Desarrollo

· Conclusión

Hoja tamaño oficio, márgenes 2.5 cm por lado.

Letra Times New Roman (14) o Arial (12)

Si lo realiza a mano, las hojas también deben ser tamaño oficio y debe dejar 4 cuadrados de margen por cada lado. La letra debe ser clara y leíble.

AMERICAN COLLEGE . 3ºFD_FISICA

VILLA ALEMANA . Miss Marta Montero G

MOMENTO ANGULAR

RESUMEN

Según la 2 ley de Newton el torque se define como el producto entre el momento de inercia de un cuerpo y la aceleración angular que adquiere dicho cuerpo. Recordemos que el momento de inercia de pende de la distribución de la masa de un cuerpo respecto al eje de giro.

La inercia de rotación la reconocemos cuando un cuerpo que esta girando mantiene ese movimiento rotatorio, siempre y cuando ningún torque externo actúe sobre él.

Momento angular: es el producto entre el momento de inercia de un cuerpo y la velocidad angular de éste.

La conservación del momento angular se produce cuando ningún torque externo actúa sobre el cuerpo que esta girando, o sea, su momento angular no cambia

I. Busque las 15 palabras relacionadas con la unidad de dinámica de rotación

II. Realice un mapa conceptual con las palabras encontradas anteriormente

III. Ejercicios de Momento Angular

1. Un joven está sentado en su silla giratoria, frente al computador, y en un momento se da un impulso y comienza a girar con cierta velocidad angular. Si luego quiere aumentar la rapidez con que gira, ¿qué le es más conveniente, sin que nadie más que él intervenga?

2. Una persona ata una piedra de masa m a un cordel de largo L. Si hace girar la piedra, en un plano horizontal, con cierta velocidad angular. Asumiendo que el cordel tiene una masa que se puede despreciar. Si la masa de la piedra se duplica, el largo de la cuerda disminuye a la mitad y la velocidad angular se duplica, ¿cómo son el momento de inercia y el momento angular de la piedra, respecto a los valores que tenían antes de los cambios?

3. Se tiene una tabla rectangular, de lados a = 0,2 m y b = 0,4 m, de masa 0,6 kg. Si gira respecto a un eje perpendicular al plano de la tabla y que pasa por su centro de masa (intersección de sus diagonales) con una velocidad angular de 10 rad/s.

a) Determine su momento angular.(I_CM= m(a² + b²)/12).

b) Si luego se le hace girar en otro eje, en un vértice de la tabla, que también es perpendicular al plano de la tabla, ¿cuál será su nuevo momento angular?

4. Se tiene una rueda y un disco, ambos de igual radio e igual masa. Si se hace girar a ambos respecto al centro, ¿cuál ofrece mayor facilidad para empezar a moverlo? Y ¿a cuál es más difícil detenerlo una vez que ambos tienen la misma velocidad?

5. Si te contrataran para asesorar a un grupo de constructores de una nave espacial que tendrá forma circular, y sabiendo que el mayor gasto de combustible que tendrá será para empezar a hacerla girar y posteriormente para detener su movimiento rotatorio, ¿qué aconsejarías: que tenga forma de rueda o forma de disco y por qué?

6. Un disco de cartón de masa 50 g y 20 cm de radio, gira horizontalmente respecto a su centro con una rapidez angular de 5 rad/s. Si sobre el disco cae una moneda de $ 100, cuya masa se puede aproximar a 10 g, en el borde externo del disco, y el sistema nuevo queda girando, ¿con qué rapidez angular lo hace?, ¿qué rapidez lineal tiene la moneda?

7. Suponga que el tagadá de la figura tiene un diámetro de 5 m. La masa del disco uniforme es de 500 kg, la masa de cada persona arriba de él es, en promedio, 60 kg y hay 20 en total. Las personas están en el borde del disco. El sistema completo se mueve a razón de 2 vueltas en 10 segundos. ¿Cómo se modificaría la velocidad del tagadá si 5 personas, simultáneamente, caminan y se ubican en el centro del disco?

Formulas necesarias:

L = Ι·ω → momento angular	τ = Ι·α → torque	FC = m ac= m v2/R → fuerza centrípeta
Ι·ωF = Ι·ω0 Conservación del momento angular

AMERICAN COLLEGE Miss Marta Montero G

VILLA ALEMANA 3ºFD_Física

DINAMICA CIRCULAR

RESUMEN

La dinámica circular estudia las causas del movimiento rotatorio
Cuando un objeto en movimiento se le aplica una fuerza en una dirección perpendicular a su trayectoria, el objeto describirá una circunferencia. Esta fuerza centrípeta, la que tiene la misma dirección y sentido que la aceleración centrípeta. Cualquier tipo de fuerza que haga girar en círculos a un cuerpo recibe la denominación de fuerza centrípeta

Si deseamos iniciar una rotación deberá aplicar un torque sobre el objeto, es decir una fuerza perpendicular al radio de giro que permita variar la rotación. Una vez que el cuerpo se encuentra girando tendera a seguir haciéndolo a no ser que un torque externo lo haga modificar este estado. Este hecho es conocido como inercia de rotación, la que se deduce de la ley de conservación del momento angular

El momento angular depende del momento de inercia, que se relaciona con la distribución de la masa en relación al radio y de la rapidez angular con que gira un cuerpo

Ejercicios:

1. Define los siguientes conceptos y da un ejemplo de cada uno.

a. Fuerza centrípeta

b. Inercia rotacional

c. Momento de inercia

d. Momento angular

2. Cuando la rueda de una bicicleta en movimiento arroja barro ¿en qué dirección es lanzado el barro?

3. ¿Quién se desliza más rápido por un plano inclinado, un disco macizo o un aro de similares características?

4. ¿de qué factores depende el momento de inercia de un objeto?

5. ¿qué relación existe entre la inercia rotacional y el hecho de flectar las piernas para correr?

6. ¿por qué los equilibristas que caminan sobre la cuerda floja, usan una garrocha para no caerse?

7. ¿de qué forma se puede conseguir doblar más rápido en una esquina

8. En el juego mecánico de las sillas voladoras ¿qué hace la que se produzca la fuerza centrípeta?

9. ¿Cómo se podrían plantear las 3leyes de newton en términos de las rotaciones?

10. ¿Cuál es la máxima velocidad con que una lancha puede tomar una curva de 25 mt de radio, si el coeficiente de roce con el agua es μ = 0.8?

11. Un automóvil de 1000kg, da una vuelta en una esquina a 36km/hr. Si el radio de giro es de 10 mt determina la fuerza horizontal que debe ejercer el pavimento sobre los neumáticos para mantener el vehículo en trayectoria circular ¿cual debe ser el coeficiente de roce mínimo para que el auto no se deslice?

12. Calcula el momento de una rueda de bicicleta de radio 30 cm que gira a 10 m/s y que tiene una masa de 2kg.(considere el momento de inercia de un aro)

13. Una caja de huevos esta sobre el asiento de un auto que da vuelta en una curva de 26 mt de radio a una velocidad de 16.5 m/s. ¿Cuál el coeficiente de roce mínimo que debe existir entre la caja y el asiento para que los huevos no se deslicen?

14. Calcula el momento angular de un disco sólido uniforme de 50 cm de radio y 2.4 kg de masa, que gira a 6 rev/s con respecto a un eje que pasa por el centro en forma perpendicular al plano del disco.

15. Repita el cálculo anterior para una esfera solida de igual masa y radio que gira con la misma velocidad.

16. Determina el momento angular del movimiento de rotación y traslación de la Tierra. El radio de la Tierra es 6400 km, su orbita es de 1.5 x 10¹¹mt y su masa es de 6 x 10 ²⁴ kg.

17. A partir del periodo de revolución de nuestro planeta, calcula la masa de nuestro Sol.

18. Una nave espacial se encuentra en orbita alrededor de la Luna a una altura de 20000mt. Suponiendo que solo la atracción gravitacional lunar actua sobre ella, encuentra la rapidez y el tiempo que tarda en dar una orbita. Datos de la luna: masa:7.34 x 10²²kg, radio: 1.738 x 10⁶ mt.

19. Supón que la orbita de la tierra alrededor del Sol es circular, con radio 1.5 x 10¹¹mt. Calcula la masa del Sol. Recuerda que el periodo de la orbita terrestre es de un año.

20. El satélite del planeta Júpiter, Calixto, gira alrededor de él cada 16.8 días. El radio de su orbita mide 1.88 x 10⁹mt. Calcula la masa de Júpiter.

21. Calcula el momento de inercia de la Tierra. M_T = 6 x 10 ²⁴ kg, R_T = 6400 km.

22. ¿Cuál es el momento de inercia de una rueda de 8 kg que tiene un radio de giro de 25 cm?

23. Determina la magnitud del momento angular de un disco Sólido uniforme de 50 cm de radio y 2.4 kg de masa, que gira a 6 rev/s con respecto a un eje que pasa por el centro en forma perpendicular al plano inclinado del disco.

24. Determina la magnitud del momento angular de una esfera sólida de igual masa y radio que el disco del problema anterior y que gira con la misma velocidad.

Formulario: